面向偏振应用的人工微结构一维纳米材料光学元件及特性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61805035
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0501.光学信息获取、显示与处理
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Nanoscale devices whose design and fabrication base on the alignment of nanomaterials in one, two or three dimension have a promising application in the electro-optic field. Recently, aligned one-dimensional (including quasi-one-dimensional) nanomaterials have caught more and more attention from academia as well as industry due to their excellent polarization properties, large acceptance angle, and stable performance. This proposal, based on photo-alignment technology, would focus on the optical device fabricating by artificial micro-structured one-dimensional nanomaterials/liquid crystals and its characteristics, towards polarization application. Starting from the three most representative one-dimensional nanowire, nanorod, and nanotube structures, the selection rule of one-dimensional nanomaterials’ parameters, the relationship between the anchoring energy of photo-alignment materials and the order parameter of one-dimensional nanomaterials, and the principle of polarized absorption could be revealed. In the mean time, combining with several novel artificial optical micro-structures, alignment of one-dimensional nanomaterials/liquid crystals could be precisely controlled in the micro-area. We would find the mechanism of interaction between one-dimensional nanomaterials and liquid crystals. Moreover, we would locally tune the light through the multi-domain polarization control by one-dimensional nanomaterials in the micro-area. We believe that some interesting optical devices could be obtained in the fields of ultraviolet polarization, near-infrared polarization and polarization navigation sensor, and many related applications are expected.
以纳米粒子结构为单元在一维、二维或三维空间形成有序排列是纳米器件设计和制造的基础,在电光等领域具有很好的应用前景。近年来,有序排列的一维(包含准一维)纳米材料因其具有优异的偏光性能、受光角度大、性能稳定,得到了学术界乃至工业界越来越多的关注。本项目以光取向技术为基础,研究面向偏振应用的人工微结构一维纳米材料/液晶材料光学元器件及其特性,从三种最具代表性的一维纳米线、棒、管结构的取向研究入手,掌握材料参数的选择规律及光取向材料锚定能与一维纳米材料序参数的内在联系,探索一维纳米材料的偏振吸收机制。同时,结合若干新颖的人工光学微结构,实现对一维纳米材料/液晶材料在微区内的精确控制,探索一维纳米材料与液晶的相互作用机制。本项目拟通过一维纳米材料对偏振的特定微区多畴控制,实现光场的局域调控,进而研制若干一维纳米材料/液晶材料光学原理性元器件,探索其在紫外偏振、近红外偏振和偏振导航传感领域的应用。

结项摘要

以纳米粒子结构为单元在一维、二维或三维空间形成有序排列是纳米器件设计和制造的基础。本项目以光取向技术为基础,研究人工微结构一维纳米材料/液晶材料光学元器件及其特性。选取银纳米线作为项目研究的一维纳米材料,5CB和E7作为与其混配的液晶材料。由于材料之间作用力的不同,导致银纳米线和两种不同液晶之间有垂直和平行两种不同的排列关系。通过光取向层对液晶的取向作用,进而调节银纳米线的排列方向。调整光取向层的溶液浓度、旋涂时间和速度、厚度与表面均与度、曝光时间与强度,获得最大锚定能并优化其对银纳米线取向的序参数。同时在光取向层中掺杂不同的纳米材料可以优化其取向性能及光响应时间。光取向技术与电场控制相结合,实现了银纳米线在液晶里的三维取向控制。结合若干人工光学微结构,可实现对银纳米线/液晶在微区内的精确控制,设计了一维和二维光栅结构,以及莫尔条纹结构对光波进行调制;并探索了银纳米线与液晶的相互作用机制;同时研制了若干银纳米线/液晶高分子薄膜光学原理性元器件,利用银纳米线掺入液晶单体,制备了银纳米线/液晶薄膜,增加了薄膜的拉伸性能,制成了柔性可穿戴显示设备。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Smart Windows with a VO2 Thin Film as a Conductive Layer for Efficient and Independent Dual-Band Modulation
采用 VO2 薄膜作为导电层的智能窗,可实现高效且独立的双频调制
  • DOI:
    10.1021/acsaelm.1c00728.s001
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    ACS Applied Electronic Materials
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Jingxin Sang;Wenbing Zhu;Yunfei Feng;Yang Liu;Jianhua Shang;Jiatong Sun;Lizheng Guo;Yihong Zhang;Shuguang Zhao;Vladimir G. Chigrinov;Dae-Shik Seo
  • 通讯作者:
    Dae-Shik Seo
Modulating the metal-insulator transition in VO2/Al2O3 (001) thin films by grain size and lattice strain
通过晶粒尺寸和晶格应变调节 VO2/Al2O3 (001) 薄膜中的金属-绝缘体转变
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2021.160208
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Sang Jingxin;Zheng Tan;Xu Liu;Zhou Xin;Tian Shijian;Sun Jiatong;Xu Xiaofeng;Wang Jianqiang;Zhao Shuguang;Liu Yang
  • 通讯作者:
    Liu Yang
Vanadium Dioxide Nanoparticle Doped Polyimide Hybrid Alignment Layers for Flexible Liquid Crystal Displays
用于柔性液晶显示器的二氧化钒纳米颗粒掺杂聚酰亚胺混合配向层
  • DOI:
    10.1021/acsaelm.1c00893
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    ACS Applied Electronic Materials
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Yang Liu;Dongfang yang;Shijing Yan;Jiatong Sun;Chaoping Chen;Dae-Shik Seo
  • 通讯作者:
    Dae-Shik Seo
The Effect of Operating Temperature on the Response Time of Optically Driven Liquid Crystal Displays
工作温度对光驱动液晶显示器响应时间的影响
  • DOI:
    10.3390/cryst10070626
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Crystals
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Chigrinov Vladimir;Sun Jiatong;Kuznetsov Mikhail M.;Belyaev Victor;Chausov Denis
  • 通讯作者:
    Chausov Denis
Dynamic Orientation of Silver Nanowires via Photoalignment for Liquid Crystal Display Technology
通过光对准实现银纳米线的动态取向用于液晶显示技术
  • DOI:
    10.1021/acsanm.1c03140
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    ACS Applied Nano Materials
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Jingxin Sang;Li Han;Mingxia Liu;Jianhua Shang;Jiatong Sun;Lizheng Guo;Dengteng Ge;Yihong Zhang;Shuguang Zhao;Vladimir G. Chigrinov
  • 通讯作者:
    Vladimir G. Chigrinov

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其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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